NL8115001A

NL8115001A - Radar method and radar arrangement.

Info

Publication number: NL8115001A
Application number: NL8115001A
Authority: NL
Original assignee: Racal Radar & Displays Ltd
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1994-04-05
Also published as: CA1335607C; NL191398C; NL191398B; SE470585B; GB2268834B; GB2268834A; IT8222032A0; US5477224A; SE8202839L; DE3152630C1

Description

Korte aanduiding: Kadarwerkwijze en radarinrichting. -Short designation: Kadar method and radar equipment. -

De uitvinding heeft betrekking op een radarwerkwijze en op een radarinrichting die in staat is om vanuit een enkel antennestelsel twee radarbundels op te wekken, welke bundels ten opzichte van het antennestelsel verschillende dwarsdoorsnedevormen hebben.The invention relates to a radar method and to a radar device capable of generating two radar beams from a single antenna system, which beams have different cross-sectional shapes relative to the antenna system.

Volgens de uitvinding wordt eveneens een radarwerkwijze en inrichting verschaft met een enkelvoudig aftastbaar zendantennestelsel welke inrichting in staat is om daaruit in twee verschillende werkmodi respectievelijk radarbundels op te wekken met verschillende karakteristieken.According to the invention, there is also provided a radar method and apparatus with a single scanned transmitting antenna system which is capable of generating therefrom in two different operating modes or radar beams with different characteristics.

Volgens de uitvinding wordt verder een radarwerkwijze en inrichting verschaft die een enkelvoudig zendantennestelsel heeft welke een radarbundel met smalle langwerpige vorm uitzendt, een reflector om de bundel in een doelgebied te reflecteren, middelen om de antenne en de reflector tezamen te draaien om de uitgezonden bundel over ten minste een deel van het gebied te doen aftasten, en middelen om de reflector ten opzichte van het antennestelsel te draaien ten einde de gereflecteerde bundel tussen twee posities te draaien en ten einde de inrichting tussen overeenkomstige werkmodi om te schakelen.According to the invention, there is further provided a radar method and apparatus having a single transmitting antenna system which emits a narrow elongated radar beam, a reflector to reflect the beam in a target area, means to rotate the antenna and the reflector together to transmit the beam scanning at least a portion of the area, and means for rotating the reflector relative to the antenna array to rotate the reflected beam between two positions and to switch the device between corresponding operating modes.

Volgens de uitvinding wordt verder een radarinrichting verschaft die omvat een basis, op de basis gemonteerde mechanische aandrijfmiddelen, een op de basis zodanig gemonteerde zend/ontvang-eenheid dat deze hoeksgewijs ten opzichte van de basis door de aandrijfmiddelen bewogen kan worden rond een eerste as die verticaal verloopt wanneer de basis op een horizontaal vlak staat, waarbij er geen hoogfrequente verbindingen naar de zender/ontvanger lopen, een op de zend/ontvangeenheid gemonteerd en daarmee draaiend zend en ontvangantennestelsel dat een radarbundel afgeeft die in dwarsdoorsnede een voorafbepaalde langwerpige vorm heeft, een reflector, montagemiddelen waarmede de reflector boven het antennestelsel is gemonteerd onder een hoek tot de verticale en horizontale assen om de uitgezonden bundel te ontvangen en deze in een algemeen horizontale richting in het doelgebied te reflecteren, met welke montagemiddelen de reflector is gemonteerd zodanig dat deze tezamen met de hoekbeweging van de zend/ontvangeenheid draait rond de verticale as en hierbij de gereflecteerde bundel over het doelgebied doet aftasten, en welke montagemiddelen eveneens de reflector over in wezen 90° kunnen draaien ten opzichte van de verticale as en ten opzichte van het antennestelsel waardoor de gereflecteerde "bundel over een overeenkomstige hoek gedraaid wordt en waardoor de radarinrichting tussen eerste en tweede werkmodi omgeschakeld wordt.According to the invention, there is further provided a radar device comprising a base, base-mounted mechanical driving means, a base-mounted transceiver unit such that it can be moved angularly relative to the base by the driving means about a first axis runs vertically when the base is on a horizontal plane, with no high-frequency connections to the transmitter / receiver, a transmit and receive antenna system mounted on the transmit / receive unit, and which emits a radar beam having a predetermined elongated cross-sectional shape, a reflector, mounting means with which the reflector is mounted above the antenna system at an angle to the vertical and horizontal axes to receive the emitted beam and reflect it in a generally horizontal direction in the target area, with which mounting means the reflector is mounted such that they are mounted together with the angular movement of the transmit / receive unit rotates about the vertical axis thereby sensing the reflected beam over the target area, and which mounting means may also rotate the reflector through substantially 90 ° relative to the vertical axis and relative to the antenna system through which the reflected "beam rotated by a corresponding angle and switching the radar device between first and second operating modes.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zullen nu toegelicht worden bij wijze van voorbeeld en met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch de vormen van twee door de radarinrichting opgewekte radarbundels geeft; figuur 2 een zij-aanzicht van de inrichting geeft; figuur 3 een schematisch zij-aanzicht geeft van een deel van de inrichting volgens figuur 1, welke in een van zijn modi werkt; figuur 4 de vorm geeft van een radarbundel in de inrichting van figuur 3 volgens de in figuur 3 aangegeven lijn IT-IY; figuur 5 overeenkomt met figuur 3 maar de inrichting aangeeft wanneer deze in een andere van zijn modi werkt; de figuren 6A en 6B aangeven op welke wijze een reflector van de inrichting ondersteund en bewogen wordt, waarbij figuur 6a een zij-aanzicht en figuur 6b een perspectivisch aanzicht geeft; figuur 7 een blokschema geeft van de radarinrichting; figuur 8 een volgordediagram geeft van op welke wijze de radarinrichting tussen verschillende modi kan omschakelen om een reeks van bewerkingen teweeg te brengen; figuur 9 een planaanzicht geeft van het zend en ontvangantennestel-stel van de inrichting volgens de in figuur 2 aangegeven lijn IX-IX; figuurlOeen schematisch zij-aanzicht geeft van het antennestelsel volgens figuur 9; en figuur 11 een blokschema geeft van de bij het antennestelsel van de figuren 9 en 10 behorende schakeling.The method and device according to the invention will now be elucidated by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically shows the shapes of two radar beams generated by the radar device; Figure 2 shows a side view of the device; Figure 3 is a schematic side view of a portion of the device of Figure 1 operating in one of its modes; figure 4 gives the form of a radar beam in the device of figure 3 along the line IT-IY indicated in figure 3; Figure 5 corresponds to Figure 3 but the device indicates when it is operating in another of its modes; Figures 6A and 6B show the manner in which a reflector of the device is supported and moved, Figure 6a giving a side view and Figure 6b a perspective view; Figure 7 is a block diagram of the radar device; Figure 8 shows a sequence diagram of how the radar can switch between different modes to effect a series of operations; Figure 9 is a plan view of the transmit and receive antenna set of the device taken along line IX-IX shown in Figure 2; Figure 10 gives a schematic side view of the antenna system according to Figure 9; and Figure 11 is a block diagram of the circuit associated with the antenna system of Figures 9 and 10.

De nu nader toe te lichten radarinrichting heeft tot doel om vanuit een enkelvoudige aftastantenne twee verschillende radar-bundelpatronen op te wekken. Zoals in figuur 1 aangegeven is het eerste van deze patronen het patroon A met bij wijze van voorbeeld een breedte w van 0,7° en een hoogte h van 12°. Het tweede patroon is het patroon B, dat bij wijze van voorbeeld een breedte w van 12° en een hoogte h van 0,7° heeft, en daarom het over 90° gedraaide patroon A voorstelt.The purpose of the radar device, which will now be explained in more detail, is to generate two different radar beam patterns from a single scanning antenna. As shown in Figure 1, the first of these patterns is the pattern A having, for example, a width w of 0.7 ° and a height h of 12 °. The second pattern is the pattern B, which, for example, has a width w of 12 ° and a height h of 0.7 °, and therefore represents the pattern A rotated through 90 °.

Op een nader toe te lichten wijze kan de radarinrichting tussen twee modi omschakelen, een "A" mode waarin de inrichting het patroon A en een "B" mode waarin de inrichting het patroon B opwekt. Wanneer de inrichting zich in de A mode bevindt, is hy daartoe tot een optimum gebracht om snel naderende doelen te detecteren, zoals laag vliegende vliegtuigen onder de aanname dat de bundel met zijn onderrand in wezen horizontaal ten opzichte van het algemene vlak van het aardoppervlak wordt geprojecteerd. Onder de aanname dat de aftastsnelheid voldoende groot is, zal het patroon A in staat zijn om snel naderende doelen op grote afstanden te detecteren (dat wil zeggen radarreflecties daarvan teweeg te brengen) wanneer deze doelen duidelijk een zeer klein oppervlak (aspect) of uiterlijk hebben.In a manner to be explained further, the radar device can switch between two modes, an "A" mode in which the device generates the pattern A and a "B" mode in which the device generates the pattern B. When the device is in A mode, it has been optimized to detect rapidly approaching targets, such as low-flying aircraft, assuming that the beam with its bottom edge is essentially horizontal relative to the general plane of the Earth's surface projected. Assuming that the scanning speed is sufficiently high, the pattern A will be able to detect rapidly approaching targets at great distances (i.e., produce radar reflections thereof) when these targets clearly have a very small area (aspect) or appearance .

Wanneer de inrichting zich daarentegen in de B mode bevindt zal hij tot een optimum gebracht zijn om op laag niveau betrekkelijk langzaam bewegende doelen, zoals helicopters, onderbroken te kan voorkomen, dat detecteren in het bijzonder onder werktoestanden waarbij het*alleen de draaiende rotorbladen van een gedeeltelijk verborgen, stil hangende helicopter aan de radarinrichting zichtbaar zijn. Het brede aspect of oppervlak van het patroon is daarom in het bijzonder gevormd om dergelijke rotorbladen te detecteren (om radarreflecties daarvan teweeg te brengen) en zijn hoogte is voldoende om een redelijk bereik van stilhangende posities van de helicopter te bestrijken. Zoals in meer detail toegelicht zal worden kan de inrichting echter, wanneer deze zich in de B mode bevindt, ingericht zijn om het patroon B onder successievelijk verschillende hoeken tot het algemene vlak van het aardoppervlak op te wekken.On the other hand, when the device is in the B mode, it will be optimized to prevent relatively low-level, relatively slow moving targets, such as helicopters, from intermittent detection, especially under operating conditions where the * only the rotating rotor blades of a partially hidden, silent helicopter visible to the radar. The wide aspect or surface of the pattern is therefore especially formed to detect (to generate radar reflections thereof) such rotor blades, and its height is sufficient to cover a reasonable range of helicopter's stationary positions. However, as will be explained in more detail, the device, when in B mode, may be arranged to generate the pattern B at successive different angles to the general plane of the Earth's surface.

Figuur 2 geeft een zij-aanzicht van de radarinrichting.Figure 2 shows a side view of the radar device.

Zoals aangegeven heeft de radarinrichting een voetstuk 10 waarmede het vanaf de grond 11 de inrichting draagt. Bovenop het voetstuk bevindt zich een aandrijfeenheid 12. Een zend/ontvangeen-heid 14 is op de aandrijfeenheid 12 gemonteerd zodat deze via een aandrijfverbinding 15 door de eenheid 12 rond de verticale as aangedreven wordt. Voor dit doel bevat de eenheid 12 een geschikte aandrijfmotor.As indicated, the radar device has a base 10 with which it carries the device from the ground 11. On top of the base is a drive unit 12. A transmit / receive unit 14 is mounted on the drive unit 12 so that it is driven by the unit 12 about the vertical axis via a drive connection 15. For this purpose, unit 12 includes a suitable drive motor.

De zend/ontvangeenheid 14 draagt een radome 16 die met deze eenheid 14 meedraait. Het hieronder verder nader toe te lichten antennestelsel van de eenheid 14 projecteert de uitgezonden radar-bundel verticaal omhoog in de radome 16, waar deze in een in wezen horizontale richting zoals aangegeven door de pijl C naar buiten wordt gereflecteerd door middel van een binnen de radome 16 gestreept aangegeven radarreflector 18. Daar het samenstel dat de eenheid 14 en de radome 16 bevat, rond de verticale as wordt gedraaid zal de in de richting van de pijl C uitgezonden bundel in een in wezen horizontaal vlak aftastend bewegen.The transmitter / receiver unit 14 carries a radome 16 which rotates with this unit 14. The antenna system of the unit 14 to be further explained below projects the emitted radar beam vertically upwards into the radome 16, where it is reflected outwards in an essentially horizontal direction as indicated by the arrow C by means of an inside the radome 16 dashed indicated radar reflector 18. Since the assembly containing the unit 14 and the radome 16 is rotated about the vertical axis, the beam emitted in the direction of the arrow C will move in an essentially horizontal plane.

Gereflecteerde bundels die door doelen teweeggebracht worden welke gedetecteerd zijn door de uitgezonden bundel, worden door de reflector 18 verzameld en op het ontvangdeel van het antennestelsel gereflecteerd, dat deel uitmaakt van de eenheid 14»en worden op een nader toe te lichten wijze verwerkt.Reflected beams produced by targets detected by the emitted beam are collected by the reflector 18 and reflected on the receiving portion of the antenna array, which is part of the unit 14, and are processed in a manner to be explained.

De radome 16 kan van elk geschikt materiaal gemaakt zijn.The radome 16 can be made of any suitable material.

Daar deze radome met de eenheid 14 draait, gaan de uitgezonden en gereflecteerde bundels altijd door dezelfde afzonderlijke gebieden van zijn zijwand en behoeven alleen deze delen daarom zodanig geconstrueerd te zijn dat zij niet met de bundels interfereren.Since this radome rotates with the unit 14, the emitted and reflected beams always pass through the same distinct regions of its sidewall and therefore only these parts need to be constructed so as not to interfere with the beams.

De electrische verbindingen tussen de zend/ontvangeenheid 14 en de aandrijfeenheid 12 moeten alleen voeding voor de eenheid 14 van en stuursignalen voor de weergave, die bijvoorbeeld de vornudigi-tale signalen kunnen hebben, voeren. Daarom kunnen deze electrische verbindingen door middel van eenvoudige slipringen uitgevoerd zijn. De (niet aangegeven) weergeefeenheid is op elke geschikte plaats afzonderlijk gemonteerd.The electrical connections between the transmit / receive unit 14 and the drive unit 12 must only supply power to the unit 14 and display control signals, which may have, for example, the pre-digital signals. Therefore, these electrical connections can be made by means of simple slip rings. The display unit (not shown) is mounted separately at each suitable location.

Figuur 3 geeft een schematisch en vereenvoudigd hoogte-aan-zicht van een deel van de radarinrichting wanneer deze in de A mode werkt. In figuur 3 zijn de aandrijfeenheid 12 en het voetstuk 10 niet aangegeven, en ook niet de radome 16.Figure 3 provides a schematic and simplified elevation view of a portion of the radar device when operating in the A mode. In figure 3 the drive unit 12 and the pedestal 10 are not shown, nor the radome 16.

Het zend en ontvangantennestelsel van de eenheid 14 zal hieronder nader worden toegelicht en wordt in figuur 3 alleen schematisch bij 20 aangegeven. De eenheid geeft een radarbundel D af die verticaal omhoog naar de reflector 18 is gericht en die door de streep-stip lijn wordt weergegeven. Figuur 4 toont de vorm van deze bundel volgens de in figuur 3 aangegeven doorsnedelijn IY-IV.The transmit and receive antenna system of the unit 14 will be explained in more detail below and is only schematically indicated at 20 in Figure 3. The unit emits a radar beam D which is vertically directed upwards to the reflector 18 and which is represented by the dash-dot line. Figure 4 shows the shape of this bundle along section line IY-IV shown in Figure 3.

Daarom wordt de bundel D door de reflector 18 horizontaal naar buiten gereflecteerd waardoor een bundel E (figuur 3) ontstaat die het patroon A (figuur 1) is. Daar de eenheid 14 tezamen met de reflector 18 rond de verticale as draaien, beweegt de uitgezonden bundel daarom aftastend over het doelgebied. De radarinrichting werkt daarom in de A mode.Therefore, the beam D is reflected horizontally outwards by the reflector 18, thereby creating a beam E (Figure 3) which is the pattern A (Figure 1). Since the unit 14 rotates about the vertical axis together with the reflector 18, the transmitted beam therefore scans the target area. The radar therefore operates in A mode.

Ten einde de radarinrichting in de B mode om te schakelen wordt de reflector 18 over 90° rond de verticale as ten opzichte van de eenheid 14 gedraaid, en de reflector neemt daarom de in figuur 3 bij 18A gestreept en in figuur 5 met volle lijn aangegeven positie aan. Figuur 5 komt daarom overeen met figuur 3 maar geeft ten eerste de over 90° ten opzichte van de eenheid 14 bewogen reflector 18 (in de in figuur 3 gestreepte positie) aan en ten tweede de over 90° rond de verticale as ten opzichte van de in figuur 3 aangegeven positie tezamen met de reflector 18 gedraaide eenheid 14.In order to switch the radar device into B mode, the reflector 18 is rotated 90 ° about the vertical axis with respect to the unit 14, and the reflector therefore takes the line shown at 18A in Figure 3 and indicated in full line in Figure 5. position. Figure 5 therefore corresponds to Figure 3 but firstly indicates the reflector 18 moved 90 ° relative to the unit 14 (in the position striped in Figure 3) and secondly the 90 ° about the vertical axis relative to the position shown in figure 3 together with the unit 14 turned reflector 18.

Zoals uit figuur 5 blijkt wordt de door het antennestelsel 20 van de eenheid 14 uitgezonden bundel I) nu door de reflector 18 gereflecteerd zodat een bundel E ontstaat die in vergelijking met de bundel E van figuur 3 over 90° is gedraaid. De bundel heeft daarom nu het patroon 33 van figuur 1 en de inrichting werkt daarom in de 33 mode. Wanneer de eenheid 14 en de reflector 18 hoeksgewijs rond de verticale as draaien, tast de patroon 33 hundel daarom het doelgebied af.As can be seen from Figure 5, the beam I) emitted by the antenna system 20 of the unit 14 is now reflected by the reflector 18, so that a beam E is formed which has been rotated through 90 ° in comparison with the beam E of Figure 3. Therefore, the beam now has the pattern 33 of Figure 1 and the device therefore operates in the 33 mode. Therefore, when the unit 14 and the reflector 18 rotate angularly about the vertical axis, the cartridge 33 hunde scans the target area.

Op deze wijze kan de radarinrichting het doelgebied in twee fundamenteel verschillende modi aftasten en kan daarom twee fundamenteel verschillende typen doelen detecteren. De inrichting gebruikt niettemin in heide modi hetzelfde zendantennestelsel, en om deze reden en daar het in elk van de modi uitgezonden hundel-patroon optimaal geschikt is voor het respectievelijke type doel, heeft de antenneinrichting weinig vermogen nodig en is hij voor elk doeltype tot een optimum gevoerd. Dit volgt voor een deel uit het feit dat de vorm van de hundel in elke mode geschikt is voor het doeltype en in het bijzonder dat de bundel in wezen niet meer dan de minimale aspectverhouding nodig heeft om dat bepaalde doeltype te detecteren. Een uitgezonden bundel met een cirkelvormig patroon of dwarsdoorsnede van 12° diameter kan duidelijk gebruikt worden om doelen van beide bovengenoemde typen te detecteren. Een dergelijke bundel zal echter een buitensporige breedte hebben om doelen van het eerste type (hoge-snelheidvliegtuigen) te detecteren en een buitensporige hoogte om doelen van het tweede type (de rotor-' bladen van stilhangende helicopters) te detecteren. Om een dergelijke bundel teweeg te brengen zal de inrichting veel meer vermogen nodig hebben en zal het meeste vermogen bij het opwekken van een bundel van onnodige afmeting en ongeschikte vorm verspild worden.In this way, the radar device can scan the target area in two fundamentally different modes and therefore can detect two fundamentally different types of targets. The device nevertheless uses the same transmitting antenna system in heather modes, and for this reason and since the hundel pattern emitted in each of the modes is optimally suited to the respective type of target, the antenna device requires little power and is up to an optimum for each target type lined. This follows in part from the fact that the shape of the beam in any mode is suitable for the target type, and in particular that the beam essentially requires no more than the minimum aspect ratio to detect that particular target type. An emitted beam with a circular pattern or cross section of 12 ° diameter can clearly be used to detect targets of both of the above types. However, such a beam would have an excessive width to detect targets of the first type (high-speed aircraft) and an excessive height to detect targets of the second type (the rotor blades of stationary helicopters). To produce such a beam, the device will require much more power and most of the power will be wasted in generating a beam of unnecessary size and unsuitable shape.

Bij de figuren 3 en 4 wordt aangenomen dat de reflector 18 onder een hoek van 45° tot de verticale as staat. Dit is echter niet essentieel en de reflector 18 kan onder verschillende hellings- hoeken staan ten einde de richting van de bundel boven (of misschien onder) de horizontaal te veranderen.Figures 3 and 4 assume that the reflector 18 is at an angle of 45 ° to the vertical axis. However, this is not essential and the reflector 18 may be at different angles of inclination to change the direction of the beam above (or perhaps below) the horizontal.

In feite is de reflector 18 ten einde het detectievermogen van de inrichting te verbeteren ingericht met meer dan één mogelijke hellingshoek tot de horizontaal wanneer de inrichting zich in de B mode bevindt. Figuur 5 geeft in gestreepte lijnen bij 18B weer op welke wijze de reflector 18 onder een hoek wat groter dan 45° tot de verticaal kan staan ten einde een onder de horizontaal gedrukte bundel E2 teweeg te brengen. Op een nader toe te lichten manier kar» de radarinrichting in de B mode werken terwijl de reflector T8 in een willekeurige van een aantal verschillende hoekposi-ties ten opzichte van de horizontale as staat zodat in elke positie een uitgezonden bundel E met een verschillende elevatie wordt opgewekt. De inrichting kan daarom een reeks van B mode aftastingen uitvoeren in elke waarvan de bundel een verschillende elevatie heeft; elke aftasting kan door een A mode aftasting van de andere gescheiden zijn.In fact, in order to improve the detection capability of the device, the reflector 18 is arranged with more than one possible angle of inclination to the horizontal when the device is in B mode. Figure 5 shows in dashed lines at 18B how the reflector 18 can be at an angle greater than 45 ° to the vertical in order to produce a beam E2 printed horizontally. In a manner to be explained further, the radar device may operate in the B mode while the reflector T8 is in any of a number of different angular positions relative to the horizontal axis, so that in each position a transmitted beam E of different elevation is cheerful. The device can therefore perform a series of B mode scans in each of which the beam has a different elevation; each scan can be separated from the others by an A mode scan.

De figuren 6A en 6B geven in meer detail een manier aan waarop de positie of stand van de reflector 18 ten opzichte van de zend/ontvangeenheid 14 gevarieerd kan worden.Figures 6A and 6B indicate in more detail a way in which the position or position of the reflector 18 relative to the transmitter / receiver unit 14 can be varied.

De figuren 6A en 6B tonen het steunende raamwerk 22 van de radome 16. Yanaf de onderzijde van het bovenorgaan 22A van dit raamwerk strekt zich een steunstructuur 24 uit die twee electrische stapmotoren 26 en 28 ondersteunen. De motor 26 heeft een holle uit— gangsas 30 die bij een frame 32 (figuur 6b) eindigt en stijf daaraan bevestigd is op het achtervlak van de reflector 18. Het frame 32 heeft zijflenzen 34 en 36 die op draaibare wijze een as 38 ondersteunen. De tegenovergestelde einden van de as 38 zijn stijf in aan de reflector 18 bevestigde vleugels 40 en 42 vastgemaakt.Figures 6A and 6B show the support frame 22 of the radome 16. From the bottom of the upper member 22A of this frame extends a support structure 24 supporting two electric stepper motors 26 and 28. The motor 26 has a hollow output shaft 30 which terminates at a frame 32 (Figure 6b) and is rigidly attached thereto on the rear face of the reflector 18. The frame 32 has side flanges 34 and 36 pivotally supporting a shaft 38. The opposite ends of the shaft 38 are rigidly secured in wings 40 and 42 attached to the reflector 18.

De uitgangsas van de stapmotor 28 heeft een kleinere diameter dan die van de uitgangsas 30 van de motor 26 en loopt door de motor 26 en binnen de holle uitgangsas 30 daarvan, en loopt vrij door een in het horizontale bovenorgaan van het frame 32 gestreept weergegeven gat. Het einde van de as 44 wordt in een lager in het horizontale onderorgaan van het frame 32 ondersteund. Een worm 46 is vast op de as 44 gemonteerd en grijpt een stijf aan de as 38 gekoppeld wormwiel 48 aan.The output shaft of the stepper motor 28 has a smaller diameter than that of the output shaft 30 of the motor 26 and passes through the motor 26 and within its hollow output shaft 30, and passes freely through a hole shown striped in the horizontal upper member of the frame 32 . The end of the shaft 44 is supported in a bearing in the horizontal lower member of the frame 32. A worm 46 is fixedly mounted on shaft 44 and engages a worm wheel 48 rigidly coupled to shaft 38.

Hieruit volgt dat de motor 26 de stand van de reflector 18 ten opzichte van de verticale as stuurt. Aan de motor 26 toegevoerde stappulsen hebben daarom tot gevolg dat de as 30 ket frame 32 rond de verticale as draait en door deze 'beweging zwaait de as 38 en via de vleugels 40 en 42 de reflector 18 rond de verticale as.It follows that the motor 26 controls the position of the reflector 18 relative to the vertical axis. Step pulses supplied to the motor 26 therefore cause the shaft 30 to rotate the frame 32 about the vertical axis and as a result of this movement the shaft 38 swings and the reflector 18 via the wings 40 and 42 around the vertical axis.

Daarentegen hebben aan de motor 28 toegevoerde stappulsen tot gevolg dat de reflector 18 rond de horizontale as wordt gedraaid. Een hoekbeweging van de as 44 veroorzaakt dus een hoekbe-weging van de as 38 rond zijn eigen as via tussenkomst van de worm 48 en het wormwiel 48. De grootte van deze hoekbeweging hang natuurlijk af van de grootte van de hoekbeweging van de as 44 en van de overbrengverhouding tussen de worm en het wormwielOn the other hand, step pulses supplied to the motor 28 result in the reflector 18 being rotated about the horizontal axis. An angular movement of the shaft 44 thus causes an angular movement of the shaft 38 about its own axis via the worm 48 and the worm wheel 48. The magnitude of this angular movement naturally depends on the magnitude of the angular movement of the shaft 44 and of the transmission ratio between the worm and the worm gear

In bedrijf worden stappulsen toegevoerd aan beide motoren wanneer het nodig is om de radarinrichting van de A mode naar de B mode en omgekeerd om te schakelen. Bij het omschakelen van de A mode naar de B mode wordt daarom het vereiste aantal stappulsen toegevoerd aan de motor 26 om de reflector 18 over 90° rond de verticale as te zwaaien. Tegelijkertijd worden er stappulsen aan de motor 28 toegevoerd om te waarborgen dat de reflector 18 de vereiste hoekrelatie tot de horizontale as heeft wanneer de reflector zijn eindpositie bereikt.In operation, step pulses are applied to both motors when it is necessary to switch the radar from A mode to B mode and vice versa. Therefore, when switching from A mode to B mode, the required number of step pulses is supplied to motor 26 to swing reflector 18 through 90 ° about the vertical axis. At the same time, step pulses are applied to the motor 28 to ensure that the reflector 18 has the required angular relationship to the horizontal axis when the reflector reaches its end position.

De in de figuren 6A en 6B aangegeven inrichting is in het bijzonder geschikt voor een digitale besturing. Verschillende andere manieren van een geschikte repositionering van de reflector 18 ten opzichte van de zend/ontvangeenheid 14 kunnen echter in de plaats daarvan gebruikt worden.The device shown in Figures 6A and 6B is particularly suitable for a digital control. However, various other ways of appropriately repositioning the reflector 18 with respect to the transmit / receive unit 14 may be used instead.

Met voordeel kunnen middelen zijn aangebracht om de assen 30 en 44 tegen draaiing te vergrendelen wanneer de motoren 26 en 28 niet bekrachtigd zijn. De assen kunnen bijvoorbeeld een vierkante doorsnede hebben en er kunnen spoelbekrachtigde vergrendelbekken, die in en uit aangrijping met de assen bewogen worden, aangebracht zijn.Advantageously, means can be provided to lock the shafts 30 and 44 against rotation when the motors 26 and 28 are not energized. For example, the shafts may have a square cross-section and coil actuated locking jaws that are moved in and out of engagement with the shafts may be provided.

Het is duidelijk dat de radarinrichting gedurende elke periode waarin de hoek van de reflector 18 ten opzichte van de verticale en horizontale assen en ten opzichte van de zend/ontvangeenheid 14 veranderd wordt, effectief buiten werking is. Het is daarom essentieel dat een dergelijke positionering van de reflector 18 zo snel mogelijk uitgevoerd wordt. Voor een deel wordt dit gerealiseerd door te waarborgen dat de reflector 18 een zeer lage traagheid heef t» De reflector 18 kan bijvoorbeeld gemaakt zijn van lichtgewicht stijf schuimmateriaal en kan voorzien zijn van een reflecterend oppervlak dat een dunne vezelglaslaag bevat welke bijvoorbeeld bekleed is met koper of aluminiumfolie. In een bepaald voorbeeld kan de reflector wanneer deze bij benadering een afmeting van 600 mm in het vierkant en een dikte van 10 mm heeft, een gewicht hebben van minder dan 300 gram. De toepassing echter van stapmotoren om de reflector te positioneren maakt het daarenboven mogelijk dat de vorm van de aan de motoren toegevoerde pulstreinen bijgeregeld wordt ten einde een optimale versnelling en vertraging te verschaffen.It is clear that the radar device is effectively out of operation during any period in which the angle of the reflector 18 relative to the vertical and horizontal axes and to the transmit / receive unit 14 is changed. It is therefore essential that such positioning of the reflector 18 be performed as quickly as possible. In part, this is achieved by ensuring that the reflector 18 has a very low inertia. The reflector 18 may, for example, be made of lightweight rigid foam material and may have a reflective surface containing a thin fiber glass layer which is, for example, coated with copper. or aluminum foil. In one example, the reflector, when it is approximately 600 mm square and 10 mm thick, may have a weight of less than 300 grams. However, the use of stepper motors to position the reflector additionally allows the shape of the pulse trains fed to the motors to be adjusted to provide optimum acceleration and deceleration.

In het begin is de pulsherhalingsfrequentie laag, deze neemt vervolgens toe om de reflectorbeweging tot een maximum te versnellen en neemt dan weer af om de reflector met minimale positie overzwaai in ruststand te brengen.Initially, the pulse repetition frequency is low, it then increases to accelerate reflector movement to a maximum and then decreases again to bring the reflector to idle with minimum position over-slewing.

Het zal duidelijk zijn dat een omschakeling van de ene mode naar de andere, die een hoekbeweging van de reflector 18 over 90° rond de verticale as ten opzichte van de eenheid 14 met zich meebrengt, niet alleen de uitgezonden bundel over 90° draait zodat deze tussen patroon Δ en patroon B omschakelt, maar eveneens de bundel over 90° ten opzichte van de verticale as verschuift. Daarom moet dit tijdens het aftastproces in rekening gebracht worden: bij het omschakelen van de ene mode naar de andere is het nodig om het tijdstip te kiezen waarop de reflector 18 over 90° gedraaid wordt zodat de uitgezonden bundel bij de start van de aftasting in de nieuwe mode in de juiste richting uitgezonden wordt. Op deze ' wijze kan de eenheid 14 een constante draaisnelheid hebben.It will be appreciated that a switch from one mode to another, involving an angular movement of the reflector 18 through 90 ° about the vertical axis relative to the unit 14, does not only rotate the transmitted beam through 90 ° so that it switches between cartridge Δ and cartridge B, but the beam also shifts by 90 ° relative to the vertical axis. Therefore, this must be taken into account during the scanning process: when switching from one mode to another, it is necessary to choose the time when the reflector 18 is rotated by 90 ° so that the beam emitted at the start of the scan in the new fashion is broadcast in the right direction. In this way, the unit 14 can have a constant rotational speed.

Opgemerkt wordt eveneens dat het veranderen van de ene mode naar de andere een draaiing van de bundel rond een door het midden van de bundel en niet door de rand gaande lijn met zich meebrengt. Wanneer daarom de bundel met zijn onderrand in de 1 mode horizontaal wordt uitgezonden, is het nodig bij het omschakelen in de B mode om de bundel over de halve afmeting h (figuur 1), dat wil zeggen over 6°, te onderdrukken ten einde te waarborgen dat de (nu over 90° gedraaide) bundel met zijn onderrand in horizontale richting blijft uitgezonden worden; en om de bundel bij het terugschakelen naar de Δ mode over een overeenkomstige verschuiving van 6° in de omgekeerde richting te onderdrukken. Daaromite motor 28 nodig zelfs wanneer het vermogen om de bundel verschillende elevaties in de B mode te geven niet vereist is.It is also noted that changing from one mode to another involves rotation of the bundle about a line passing through the center of the bundle and not through the edge. Therefore, when the beam with its bottom edge is emitted horizontally in the 1 mode, it is necessary when switching to the B mode to suppress the beam over half the dimension h (Fig. 1), i.e. over 6 °, in order to ensure that the beam (now rotated through 90 °) continues to be emitted horizontally with its lower edge; and to suppress the beam in the reverse direction by a corresponding shift of 6 ° when switching back to the Δ mode. Therefore, motor 28 is required even when the power to give the beam different elevations in B mode is not required.

figuur 7 geeft een blokschema van de tot nu toe beschreven inrichting.Figure 7 shows a block diagram of the device described so far.

In figuur 7 is de aandrijf- en weergeefeenheid 12 aangegeven met zijn mechanische verbinding 15 naar de zend/ontvangeenheid 14 en de de reflector 18 dragende radome 16.In Figure 7 the drive and display unit 12 is indicated with its mechanical connection 15 to the transmit / receive unit 14 and the radome 16 carrying the reflector 18.

Het antennestelsel 20 is schematisch aangegeven voorzien van een zenderdeel 20T en een ontvangerdeel 20R. Het zenderdeel 201 door wordtAeen zender 102 via een uitgangseenheid 104 bekrachtigd en het zenderdeel 20T van de antenne wekt zoals reeds beschreven een uitgangsbundel van geschikte vorm op.The antenna system 20 is schematically shown comprising a transmitter part 20T and a receiver part 20R. The transmitter part 201 is energized by a transmitter 102 via an output unit 104 and the transmitter part 20T of the antenna generates, as already described, an output beam of suitable shape.

Willekeurige doelreflecties worden door de reflector 18 op het ontvangerdeel 20R van het antennestelsel 20 gereflecteerd en worden via een ingangseenheid 108 naar een ontvanger 106 toegevoerd. Op bekende wijze verwerkt de ontvanger 106 de gereflecteerde signalen en deze worden via de aandrijfeenheid 12 en een leiding 110 en de in het algemeen bij 112 aangegeven slipringverbindingen toegevoerd aan de weergeefeenheid. Zij worden door de weergeefeenheid op geschikte wijze weergegeven om het doel en de koers daarvan aan te duiden.Random target reflections are reflected by the reflector 18 on the receiver portion 20R of the antenna array 20 and are supplied through an input unit 108 to a receiver 106. In a known manner, the receiver 106 processes the reflected signals and these are supplied to the display unit via the drive unit 12 and a line 110 and the slip ring connections generally indicated at 112. They are suitably displayed by the display unit to indicate its purpose and course.

De voedingsvoorziening voor de schakelingen van de zend/ont-vangeenheid 14 worden vanaf de aandrijfeenheid 12 via de leidingen 114 en 116 en de slipringen 112 toegevoerd. Figuur 7 geeft niet alle voedingsverbindingen naar alle schakelingen weer.The power supply for the circuits of the transmit / receive unit 14 is supplied from the drive unit 12 via the lines 114 and 116 and the slip rings 112. Figure 7 does not show all power connections to all circuits.

De zend/ontvangeenheid 14 bevat eveneens een modestuur en opvolgingseenheid 120. Deze eenheid verschaft op de leidingen 122 en 124 naar de stapmotoren 26 en 28 uitgangsaandrijfpulsen die de hoekpositie van de reflector 18 ten opzichte van zowel de verticale als horizontale as (op de toegelichte wijze) sturen. De modestuur en opvolgingseenheid 120 ontvangt via de leiding 126 signalen van de aandrijfeenheid 12 die de hoekpositie van de zend/ontvangeenheid 14 ten opzichte van de verticale as en ten opzichte van een uitgangspunt weergeven. Deze signalen machtigen daarom de eenheid 120 tot de detectie van de hoekpositie van de reflector ten opzichte van dit uitgangspunt. De eenheid 120 bevat een pulsgeneratorschake-ling die zodanig geprogrammeerd is dat deze op geschikte tijdstippen pulstreinen via de leidingen 122 en 124 afgeeft ten einde de . doen motoren 26 en 28 de reflector 18 opnieuw in positie te ..brengen en dus de inrichting van de ene mode naar de andere te doen omschakelen.The transmit / receive unit 14 also includes a mode control and tracking unit 120. This unit provides on the leads 122 and 124 to the stepper motors 26 and 28 output drive pulses that adjust the angular position of the reflector 18 with respect to both the vertical and horizontal axes (in the manner explained ) send. The mode control and tracking unit 120 receives through line 126 signals from the driving unit 12 which represent the angular position of the transmitting / receiving unit 14 with respect to the vertical axis and with respect to a starting point. These signals therefore authorize the unit 120 to detect the angular position of the reflector relative to this starting point. Unit 120 includes a pulse generator circuit which is programmed to deliver pulse trains through lines 122 and 124 at appropriate times to terminate. motors 26 and 28 reposition reflector 18 and thus switch the device from one mode to another.

De pulsgeneratorschakeling in de eenheid 120 kan geprogrammeerd zijn om op elke gewenste wijze de twee werkmodi te rangschikken.The pulse generator circuitry in unit 120 may be programmed to arrange the two modes of operation in any desired manner.

Een mogelijke opvolging bijvoorbeeld voor de inrichting is deze waarin een aantal volledige 360° aftastingen in de A mode gevolgd door een enkelvoudige 3^0° aftasting in de B mode uitgevoerd wordt. Deze opvolging zal dan herhaald worden. Voor elke aftasting uit η B mode aftastingen zal de eenheid 120 verschillende relatieve aantallen van uitgangspulsen op de leidingen 122 en 124 verschaffen zodat voor elke van deze B mode aftastingen de reflector 18 een wat verschillende hoekpositie ten opzichte van de horizontale as zal hehhen. Daarom zal elke van deze B mode aftastingen een "bundel teweegbrengen met een wat verschillende hoek ten opzichte van de horizontaal.A possible follow-up for the device, for example, is that in which a number of full 360 ° scans in the A mode are followed by a single 3 ° 0 ° scan in the B mode. This follow-up will then be repeated. For each scan of B mode scans, unit 120 will provide different relative numbers of output pulses on leads 122 and 124 so that for each of these B mode scans, reflector 18 will have a slightly different angular position from the horizontal axis. Therefore, each of these B mode scans will produce a "beam with a slightly different angle from the horizontal.

Een dergelijke reeks of opvolging, terwijl deze mogelijk is, betekent wel dat voor bij benadering 20 % van de totale tijd (terwijl de tijd genegeerd wordt die nodig is om de reflector ten opzichte van de eenheid 14 te repositioneren) de inrichting niet op effectieve wijze hoge-snelheiddoelen met klein aspect detecteert, en dat voor bij benadering 80 % van de totale tijd de inrichting geen langzaam bewegende doelen onderbroken detecteert.Such a sequence or follow-up, while possible, does mean that for approximately 20% of the total time (while ignoring the time required to reposition the reflector relative to the unit 14), the device does not effectively detects high-speed targets with small aspect, and that for approximately 80% of the total time, the device does not detect slow moving targets interrupted.

Daar de doelen van het laatste type betrekkelijk langzaam bewegen Va.n het normaal voldoende zijn dat deze doelen slechts gedurende 20 % van de totale tijd gezocht worden. Het kan echter ten aanzien van de hoge-snelheiddoelen minder bevredigend zijn dat deze gedurende slechts 80 % van de totale tijd gezocht worden. Wanneer bijvoorbeeld de snelheid van nadering van een doel van dit type voldoende groot is in verhouding tot de totale tijd voor een volledige aftasting van 360°, kan een dergelijk doel naderen en geheel ongedetecteerd aankomen terwijl de inrichting één van de B mode aftastingen aan het uitvoeren was. Natuurlijk kan dit nadeel verlicht worden door het aantal A mode aftastingen ten opzichte van het aantal B mode aftastingen te verhogen, maar dit verhoogt het risico dat een doel van het onderbroken langzaam bewegende type niet gedetecteerd zal worden.Since the targets of the latter type move relatively slowly, it is normally sufficient that these targets are sought only for 20% of the total time. However, it may be less satisfactory with regard to the high speed targets that they are searched for only 80% of the total time. For example, when the approach speed of a target of this type is sufficiently large in relation to the total time for a full 360 ° scan, such a target may approach and arrive completely undetected while the device is performing one of the B mode scans. used to be. Of course, this drawback can be alleviated by increasing the number of A mode scans over the number of B mode scans, but this increases the risk that a target of the interrupted slow moving type will not be detected.

Zoals echter reeds toegelicht brengt de omschakeling van de ene mode naar de andere automatisch een stapverandering van 90° teweeg in de richting van uitzending van de bundel onder aanname dat de zend/ontvangeenheid 14 niet tegelijkertijd gedraaid wordt. Deze 90° zwaai van de bundel, waarvan de richting natuurlijk afhangt van de richting tot de verticale as waarover de reflector 18 tot de eenheid 14 gedraaid wordt, kan gebruikt worden om een meer verfijnde mode-opvolging teweeg te brengen zoals nu met verwijzing naar figuur 8 zal worden toegelicht.However, as already explained, switching from one mode to another automatically causes a step change of 90 ° in the direction of beam transmission assuming that the transmit / receive unit 14 is not rotated simultaneously. This 90 ° swing of the beam, the direction of which of course depends on the direction to the vertical axis through which the reflector 18 is turned to the unit 14, can be used to effect a more refined fashion follow-up as now with reference to figure 8 will be explained.

Bij figuur 8 wordt aangenomen dat het gewenst is om doelen van het tweede type binnen slechts 180° van het totale aftastgebied te zoeken, dat wil zeggen "naar voren gelegen" ten opzichte van de radarinrichting hetgeen schematisch bij X is aangegeven. In het "begin wordt aangenomen dat de inrichting zodanig is dat de uitgezonden "bundel in de 0° richting wordt uitgezonden. Wanneer de inrichting in de A mode werkt, voert hij in deze mode een 270° aftasting uit. Op dit moment schakelt de eenheid 120 (figuur 7) cLe inrichting in de B mode om, door de reflector 18 over 90° rond de verticale as en ten opzichte van de eenheid 14 te draaien (en door op juiste wijze zijn positie ten opzichte van de horizontale as wanneer nodig "bij te regelen). Dit resulteert automatisch in een 90° verschuiving in de richting van .uitzending van de uitgezonden "bundel ten opzichte van de verticale as zoals "boven toegelicht, en de uitgezonden "bundel wordt nu opnieuw in de 0° richting uitgezonden. Yanuit deze positie voert de inrichting een B mode aftasting naar de 90° positie uit. De inrichting wordt vervolgens in de A mode teruggeschakeld door opnieuw de reflector 18 over 90° rond de verticale as en ten opzichte van de eenheid 14 te verschuiven, en op dit tijdstip is de "bewegingsrichting zodanig dat de uitgezonden bundel terug naar de 0° positie wordt verschoven. De inrichting voert vervolgens een A mode aftasting naar de 180° positie uit. In deze positie wordt de inrichting vervolgens teruggeschakeld in de B mode zodat de uitgezonden bundel teruggeschoven wordt naar de 90° positie, van waaruit hij in de B mode aftast tot de 180° positie bereikt is. De inrichting wordt vervolgens in de A mode omgeschakeld zodat de bundel naar voren naar de 270° positie wordt geschoven. Dit deze positie kan de inrichting een A mode aftasting of verschillende van deze aftas-tingen uitvoeren tot het moment dat de inrichting wanneer de bundel zich opnieuw in de 270° positie bevindt, in de B mode omgeschakeld wordt. De bovenbeschreven reeks herhaald zich.In Figure 8, it is assumed that it is desirable to locate targets of the second type within only 180 ° of the total scan area, i.e. "forward" relative to the radar device, which is schematically indicated at X. At the beginning, it is assumed that the device is such that the transmitted beam is transmitted in the 0 ° direction. When the device operates in A mode, it performs a 270 ° scan in this mode. At this time, the unit 120 (Figure 7) switches the device into the B mode, by rotating the reflector 18 through 90 ° about the vertical axis and relative to the unit 14 (and by properly positioning it relative to adjust the horizontal axis as needed.) This automatically results in a 90 ° shift in the direction of transmission of the emitted "beam from the vertical axis as" explained above, and the emitted "beam is now resumed in broadcast the 0 ° direction. From this position, the device performs a B mode scan to the 90 ° position. The device is then switched back into the A mode by again sliding the reflector 18 through 90 ° about the vertical axis and relative to the unit 14, and at this time the direction of movement is such that the beam emitted is back to the 0 ° position. The device then performs an A mode scan to the 180 ° position In this position, the device is then switched back to the B mode so that the transmitted beam is shifted back to the 90 ° position, from which it scans in the B mode until the 180 ° position is reached The device is then switched to A mode so that the beam is advanced to the 270 ° position This position allows the device to perform an A mode scan or several of these scans until it moment when the device is switched to B mode when the beam is again in the 270 ° position The sequence described above is repeated.

Bij het voorgaande wordt aangenomen dat de verschuiving tussen de twee modi ogenblikkelijk plaats vindt, hetgeen in de praktijk niet het geval is. Daarom zal in de opvolging met de verschui-vingstijd rekening gehouden moeten worden, dat wil zeggen dat met het feit rekening moet worden gehouden dat de eenheid 14 over een eindige hoek Θ zal draaien terwijl de reflector 18 tussen zijn twee posities wordt omgeschakeld zodat de totale hoeklengte van de aftastingen in elke mode met 2 Θ verminderd wordt.In the foregoing, it is assumed that the shift between the two modes occurs instantaneously, which is not the case in practice. Therefore, in the follow-up, the shift time will have to be taken into account, that is, the fact that the unit 14 will rotate at a finite angle terwijl while the reflector 18 is switched between its two positions must be taken into account so that the total angular length of the scans is reduced by 2 Θ in each mode.

Het zal duidelijk zijn dat het voorgaande slechts een voorbeeld geeft van een grote verscheidenheid van verschillende vormen van aftasting die gebruikt kunnen worden, en in de praktijk zal een geschikte aftastopvolging gekozen worden om aan de betreffende werkomstandigheden aangepast te zijn.It will be appreciated that the foregoing gives only an example of a wide variety of different scans that can be used, and in practice an appropriate scanning sequence will be chosen to suit the particular operating conditions.

De mode stuur en opvolgingseenheid 120 kan eveneens ingericht zijn om vanuit een geschikte besturing op de aandrijfeenheid 12 manuaal bediend te worden zodat een bediener de inrichting van de ene mode naar de andere wanneer hij dat wenst kan omschakelen.The mode control and monitoring unit 120 may also be arranged to be manually operated from a suitable control on the drive unit 12 so that an operator can switch the device from one mode to another when desired.

De op de weergeefeenheid opgewekte weergave kan elke geschikte vorm hebben. Yoor toepassing in het veld kan een vereenvoudigde vorm van weergave met inbegrip van oplichtingen bijvoorbeeld en die alleen de positie van gedetecteerde doelen aanduidt, verschaft worden. Een dergelijke weergeefinrichting zal met voordeel door op de leiding 127 van de eenheid 120 ontvangen signalen gestuurd worden ten einde de werkmode aan te duiden waarin elk dergelijk doel gedetecteerd wordt zodat het bepaalde doeltype daarom aangeduid wordt.The display generated on the display unit can be of any suitable shape. For application in the field, a simplified form of display including, for example, scams and indicating only the position of detected targets can be provided. Such a display will advantageously be controlled by signals received on line 127 of unit 120 to indicate the operating mode in which each such target is detected so that the particular target type is therefore designated.

Figuur 9 geeft een schematische doorsnede volgens de in figuur 2 aangegeven lijn IX-IX die een wijze aangeeft waarin het zend en ontvangstelsel 20 uitgevoerd kan zijn. De antenne 20 kan op een steuneenheid 130 gemonteerd zijn die een diameter van bijvoorbeeld 500 millimeter heeft. Het zenddeel 20A van de antenne is langs een diameter van de cirkel geplaatst en heeft een smalle langwerpige vorm ten einde de bij T gestreept aangegeven en vereiste bundel-vorm op te wekken.Figure 9 is a schematic sectional view along line IX-IX shown in Figure 2, indicating a manner in which the transmitter and receiver system 20 may be configured. The antenna 20 can be mounted on a support unit 130 which has a diameter of, for example, 500 millimeters. The antenna transmitter portion 20A is disposed along a diameter of the circle and has a narrow elongated shape in order to generate the beam shape indicated at T and striped.

Ten einde het beschikbare gebied in de antennesteuneenheid 130 optimaal te gebruiken is het ontvangdeel van de antenne in vier bij 20-R1, 20-R2, 20-R3 en 20-R4 aangegeven delen uitgevoerd. Deze delen ontvangen daarom respectievelijk ontvangpatronen, die met S1, R2, R3 en R4 gestreept aangegeven zijn, en daarom in zijn geheel een met de vorm van het uitgezonden bundelpatroon overeenkomend responsiepatroon teweegbrengen.In order to make optimal use of the available area in the antenna support unit 130, the receiving part of the antenna is formed in four parts indicated at 20-R1, 20-R2, 20-R3 and 20-R4. These parts therefore receive receive patterns, respectively, which are denoted by S1, R2, R3 and R4, and therefore produce as a whole a response pattern corresponding to the shape of the emitted beam pattern.

Figuur 10 geeft aan hoe de zend en ontvangdelen van de antenne op juiste wijze onder een hoek staan ten opzichte van elkaar. Op deze wijze convergeren de bundels in het gebied van de reflector 18.Figure 10 shows how the transmit and receive parts of the antenna are properly angled with respect to each other. In this way, the beams converge in the area of the reflector 18.

Figuur 11 geeft aan op welke wijze de vier ontvangdelen 20-R1, 20-R2, 20-R3 en 20-R4 respectievelijk via de ontvangingangs-eenheden 108A, 108B, 108C en 108D verbonden zijn met een multiplex-eenheid 150 binnen de ontvangverwerkingsschakeling 106 van figuur 8.Figure 11 shows how the four receive parts 20-R1, 20-R2, 20-R3 and 20-R4 are connected to a multiplex unit 150 within the receive processing circuit 106 via the receive input units 108A, 108B, 108C and 108D, respectively. of figure 8.

De reflector 18 moet in staat zijn om de bundel in elke van zijn 90° gescheiden oriëntaties te reflecteren, en dit bepaalt daarom zijn totale afmeting. In feite moet zijn diameter ten minste zo groot zijn als de grootste afmeting (zie figuur 1) van de bundel. Dit feit bepaalt de afmeting van de apparatuur en in het bijzonder de voor de antennes beschikbare ruimte. Daar de bundelbreedte van een antenne omgekeerd afhankelijk is van zijn openingshoek, zal een enkelvoudige ontvangantenne van in wezen dezelfde afmeting als de antennesteuneenheid 130 een kleine bundelafmeting hebben, waarvan de twee afmetingen elk in wezen gelijk zijn aan de kleinste bundelafmeting. Dit zal daarom onbevredigend werken. De aangegeven meervoudige ontvangantennes komen dit probleem te boven daar zij tezamen gebruik maken van in wezen de gehele ruimte op de antenne-steuneenheid 150 en ontvangpatronen teweegbrengen die tezamen het geheel van de uitgezonden bundel bestrijken. Tegelijkertijd heeft elke ontvangantenne een afmeting vier maal zo groot als de maximale afmeting die een enkelvoudige ontvangantenne kan hebben ten einde het geheel van de gereflecteerde bundel te ontvangen. Daar de afmeting van een ontvangantenne de sterkte van het ontvangen signaal (die op zijn beurt de gevoeligheid van het stelsel bepaalt) bepaalt, ontvangt elke eenheid van de vier ontvangingangseenheden een signaalsterkte vier maal zo groot als een enkele met de enkelvoudige ontvangantenne verbonden ontvanger zou doen. Daarom verschaft de inrichting een viervoudige toename in gevoeligheid zonder een toename in de totale afmeting van de apparatuur.The reflector 18 must be able to reflect the beam in each of its 90 ° separated orientations, and this therefore determines its overall size. In fact, its diameter must be at least as large as the largest size (see Figure 1) of the bundle. This fact determines the size of the equipment and in particular the space available for the antennas. Since the beam width of an antenna is inversely dependent on its opening angle, a single receiving antenna of substantially the same size as the antenna support unit 130 will have a small beam size, the two dimensions of each of which are essentially equal to the smallest beam size. This will therefore work unsatisfactorily. The indicated multiple receive antennas overcome this problem since together they utilize substantially all of the space on the antenna support unit 150 and produce receive patterns which together cover the entirety of the transmitted beam. At the same time, each receive antenna has a size four times the maximum size that a single receive antenna can have in order to receive all of the reflected beam. Since the size of a receiving antenna determines the strength of the received signal (which in turn determines the sensitivity of the system), each unit of the four receiving input units receives a signal strength four times greater than a single receiver connected to the single receiving antenna would . Therefore, the device provides a fourfold increase in sensitivity without an increase in the overall size of the equipment.

De inrichting is niet beperkt tot het detecteren van doelen van de twee beschreven typen. De inrichting kan, wanneer hij zich in B mode bevindt, bijvoorbeeld op zee gebruikt worden om schepen te detecteren.The device is not limited to detecting targets of the two types described. When in B mode, the device can be used, for example, at sea to detect ships.

Claims

Radar device for generating two radar "beams from a single antenna system, characterized in that the" beams have different cross-sectional shapes (A, b) with respect to the antenna system.

Radar device according to claim 1, characterized in that the device has a single scannable transmitting antenna system (18, 20) and can generate the two radar beams therefrom in two different operating modes.

Radar arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional shapes of the two radar beams generated in the two operating modes, respectively, are the same, but one is rotated by substantially 90 ° relative to the other.

Radar arrangement according to claim 1, characterized by a single transmitting antenna system (20) that emits a narrow elongated radar beam, a reflector (18) to reflect the beam in a target area, a unit (12) around the antenna system (20) and rotating the reflector (18) together in order to scan the emitted beam over at least a part of the area, and a unit (2é, 28) for rotating the reflector (18) relative to the antenna system (20) to reverse the reflected beam between two positions and to switch the radar device between corresponding operating modes.

Radar arrangement according to claim 4, characterized in that the antenna system (20) is mounted to rotate its energizing circuit to which no high-frequency connections are made.

Radar arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the antenna system (20) and the reflector (18) are mounted for joint rotation about the same axis as the axis through which the reflector can move relative to the antenna system.

Radar arrangement according to claim 6, characterized in that the antenna system (20) is arranged symmetrically to the axis in order to transmit the beam in the direction of the axis, and that a steerable mounting unit (24 to 48 ) is arranged to mount the reflector (18) on the axis in order to receive the emitted beam, the reflecting surface of the reflector (18) being angled to the axis by rotation about a second axis perpendicular to that axis whereby the reflected beam in the direction of a third axis is reflected substantially perpendicular to both first and second axes.

Radar arrangement according to claim 7, characterized in that the mounting unit (24 to 48) rotates the reflector (18) about 90 ° about the first axis with respect to the transmitting antenna system, whereby the radar arrangement is between the two operating modes. is switched.

Radar arrangement according to claim 8, characterized in that the steerable mounting unit (24 to 48) includes means for controlling the angular position of the reflector with respect to the second axis and with respect to the antenna system so that the angle (if any) ) is adjusted between the direction of the reflected beam and the third axis.

Radar arrangement according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the steerable mounting unit (24 to 48) comprises a support piece (34-40-42) which carries the reflector (18) for angular movement relative to the first and second axes, and first and second electric motors (26, 28) connected respectively to rotate the reflector (18) about these two axes.

Radar arrangement according to claim 10, characterized in that the support piece comprises a frame (34) which carries a steering axis (38) aligned with the second axis and which is rigidly connected to the reflector (18) so that an angular movement of the frame about the first axis causes the reflector (18) to rotate thereon, the steering axis (38) being able to rotate relative to the second axis so that such rotation causes the reflector (18) to rotate about that axis. .

Radar arrangement according to claim 11, characterized in that the two motors (26, 28) are arranged such that the output shaft (30) of one of them rotates the frame about the first axis, and the output shaft (44) of the other the steering axis rotates about the second axis.

Radar arrangement according to any one of claims 4, bot 12, characterized in that the transmitting antenna system has an associated receiving antenna system on which reflections of targets in the target region are reflected by the reflector, such as a number of separate receiving antennas (20-R1, 20-R2, 20-R3 and 2O-R4) whose respective beam patterns each correspond to a portion only of the region of the transmitted beam pattern.

Radar device comprising a base (10), base-mounted mechanical drive means (12), a transmit / receive unit (14) mounted on the base so that it can be angled relative to the base by the drive means around a first axis that extends vertically when the base (10) is on a horizontal plane, with no high-frequency connections going to the transceiver unit, one mounted on the transceiver unit (14) and thereby rotating and receiving antenna system (20) which emits a radar beam having a predetermined elongated cross-sectional shape, a reflector (18) and a mounting unit that mounts the reflector (18) above the antenna system (20) at an angle to both the vertical and the horizontal axis in order to receive the transmitted beam and to reflect it in a generally horizontal direction in a target area, characterized in that the mounting unit (24 to 48) the reflector ( 18) so that it rotates flush with the angular movement of the transmit / receive unit (14) about the vertical axis thereby sensitively moving the reflected beam across the target area, which unit also rotates the reflector (18) substantially 90 ° relative to from the vertical axis and relative to the antenna array (20) swinging the reflected beam by a corresponding angle to switch the radar device between first and second operating modes.

Radar arrangement according to claim 14), characterized in that the mounting unit also comprises means for simultaneously shifting the reflector pver substantially 90 ° with respect to the vertical axis and with respect to the transmitting / receiving unit. about the horizontal axis and relative to the antenna system (20) in order to make a corresponding shift in the direction of transmission of the reflected beam.

Radar arrangement according to claim 14 or 15, comprising a radome (22) enclosing the reflector (18) and mounted above the antenna assembly (20) for rotation therewith about the vertical axis, characterized in that the mounting unit includes first and second stepper motors (26, 28) carried from the radome (22) above the reflector (18), while the output shafts (30, 44) of the motors extend aligned with each other and with the vertical axis, the output shaft (30) of the first motor (26) being hollow and rigid with a frame (34) carrying a steering shaft (38) that rotates about the horizontal axis and is rigidly connected to the reflector (18) so that a angular movement of the output shaft (30) of the first motor (26) rotates the frame (34) and thus the reflector (18) about the vertical axis, and the output shaft (44) of the second motor (28) freely hollow output shaft (30) of the first motor (26) runs and is coupled to the steering shaft (28), making that shaft round the horizontal axis is turned, swinging the reflector (18) around that axis.

A method for detecting first and second types of radar targets in a predetermined target area, comprising the steps of transmitting a radar beam of predetermined elongated cross-sectional shape on a reflector (18) reflecting the beam in the target area, the beam forming a first predetermined orientation with respect to the target area, and swinging the emitted beam and the reflector (18) together about a predetermined axis to scan the reflected beam over at least a portion of the target area, characterized by the steps of shifting of the reflector (18) with respect to the emitted beam by a predetermined angular distance from an axis aligned with the emitted beam in order to give the reflected beam a second different predetermined orientation relative to the target area, and then moving the transmitted beam and the reflector (18) together o Again around the axis to scan the reflected beam over at least a portion of the target area, the first and second predetermined directions of the beam relative to the target area being capable of detecting targets of the first and second types, respectively.

Method according to claim 17i, characterized in that the target of the first type is a fast-moving target with a small cross-section (such as an aircraft or missile or projectile), the first predetermined orientation being an orientation in which the elongated dimension of the reflected beam is essentially vertical, and the target of the second type is a relatively larger diameter target discontinuously present in a relatively slow moving position (such as the helicopter rotor blades), in which case the second predetermined beam orientation is an orientation in which the elongated axis size of the reflected beam extends substantially horizontally.